[发明专利]一种高分子聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高分子聚合物及其制备方法和应用。所述高分子聚合物是由丙烯酰胺、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸、丙烯酸和对苯乙烯磺酸钠共聚而成。本发明的高分子聚合物作为钻井液用降滤失剂，具有耐温耐盐能力，抗温高达220℃。

技术领域

本发明涉及一种高分子聚合物及其应用。

背景技术

随着现代社会对石油需求的不断旺盛，石油勘探开发的难度也在不断加大。现在，全球石油天然气的开采开始呈现向陆地深层，环境恶劣区域和海洋发展的趋势，部分待探明的石油资源主要分布在我国的塔里木、准噶尔、柴达木、吐哈四个盆地，是我国石油产量的主要地区。同时，这部分资源量的73％埋藏在深层—5000米以下。因此，实现新地区、新领域、新层位尤其是深层超深层的油气突破，寻找和扩大油田含油气范围及领域，成为顺利实现我国石油资源接替目标的主要手段。

钻井液作为钻井的“血液”，其性能也决定了钻井质量、钻井成本和钻井周期，而高分子聚合物作为重要的油田化学剂之一，一方面阻止了钻井液的进一步失水，另一方面起到了保护井壁的作用。高温对泥钻井液中的粘土、处理剂本身以及处理剂对粘土的作用产生影响，从而影响到高分子聚合物在高温下的使用性能。

高分子聚合物的种类有很多，大体上可以分为改性腐殖酸类、改性淀粉类、改性纤维素类、人工合成树脂类以及合成烯类单体聚合物这几类。其中改性淀粉可耐受120℃的高温，改性纤维素可以耐温130℃，改性人工合成树脂可以耐受150℃的高温，近年来耐温耐盐单体共聚物，特别是以磺酸盐单体为主合成的多元共聚物以其优良的耐温性能而引起人们的关注与研究，但是研发抗220℃的聚合物高分子聚合物仍存在较大难度。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种高分子聚合物及其制备方法。所述高分子聚合物可用于作为钻井液用降滤失剂，具有耐高温耐盐性能，抗温高达220℃。

本发明第一方面提供一种高分子聚合物，所述高分子聚合物由单体丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸和对苯乙烯磺酸钠共聚而成。

根据本发明的上述实施方式，所述丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸和对苯乙烯磺酸钠的摩尔比为(10-4):(4-1):(4-1):(4-1)，优选摩尔比为(7-5):(2-1):(2-1):(2-1)。

根据本发明的上述实施方式，以摩尔百分比计，所述丙烯酰胺占单体总量的30％-80％，优选45-60％，更优选45-55％；所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸占单体总量的2.5％-25％，优选5-20％，更优选7.5-20％；所述丙烯酸占单体总量的2.5％-30％，优选5-25％，优选10-25％；对苯乙烯磺酸钠占单体总量的2.5％-30％，优选5-25％，更优选10-25％。

本发明的第二方面提供一种高分子聚合物的制备方法包括如下步骤：

S1.将丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸、对苯乙烯磺酸钠和水混合，搅拌溶解，得到单体混合溶液；

S2.将所述单体混合溶液用碱液调节pH至5-8，优选6.5-7.5，更优选6.8-7.2；

S3.在惰性气氛中，将步骤S2处理后的溶液进行升温，升温至30-60℃时加入第一部分引发剂溶液，其中第一部分引发液占全部引发液质量的30％-50％，升温至40-70℃时加入剩余部分的引发剂溶液，进行聚合反应，得到凝胶产物；

S4.对所述凝胶产物进行洗涤和干燥。

根据本发明的上述实施方式，所述单体混合溶液的浓度为15-35％，优选为15-25％。

根据本发明的上述实施方式，所述碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化钙溶液中的一种或多种，优选为氢氧化钠溶液。